苏州轨道交通2号线BAS系统简介

摘 要：在经济快速发展的今天，为了缓解越来越拥挤的城市交通，地铁已经成为了大中型域市的交通发展首选。地铁的无故障、无污染、舒适、准点的特性保障了每天城市的大量旅客发送，减少了公路交通的压力和污染。在人们将地铁交通视为居家生活.必备交通的情况下，对于地铁系统高效运行提出了更高的要求。地铁的BAS系统本着以人为本的宗旨，通过对众多设备需要的控制和实时监控.保障地铁运营环境的稳定、舒适，所以应运而生了各种各样的BAS系统满足要求。本文简要介绍了苏州轨道交通二号线BAS项目的系统结构及技术要点，并结合地铗BAS系统的控制要求，对系统实现的特殊功能作相应的介绍。

关键词：PLC；模式；时间表；焓值

一、项目简介

苏州轨道交通2号线主线北起高铁苏州北站，南至宝带桥南站，线路全长26.456km，其中大湾至阳澄湖中路采用高架线，高架线长7.058km（右线），其余为地下线及过渡段，地下线长18.608km（右线），过渡段长0.79km（右线），平均站间距为1241.232m，最大站间距为1997m（阳澄湖中路站至陆慕站区间），最小站间距为620.500m（三香广场站至劳动路站区间）。设车站22座，其中高架车站5座，地下车站17 座。控制中心设于1、2 号线换乘站广济南路站西北侧，与线网中1、3、4号线共用。在相城区太平镇设车辆段及综合维修基地。在苏州火车站站、盘蠡路路站各设置1个主变电所。设7座换乘站，其中与7号线在春申湖中路站换乘，与4号线在苏州火车站站、石湖东路站两次换乘，与1号线在广济路站换乘，与3号线在盘蠡站换乘，与5号线在山塘街站换乘，与6号线在劳动路站换乘。

2号线BAS作为深度集成的系统，集成到综合监控系统中，BAS的PLC采用的是施耐德公司的Quantum系列的产品。

二、BAS工艺概述

环境与设备监控系统即BAS（Building Automaic System）系统在有的城市也被称为EMCS（Electrical and Mechanical Control System）。

BAS系统对苏州轨道交通二号线主线22个车站及停车场的通风空调系统、给排水系统、低压配电与动力照明系统、导向系统、智能照明系统、电梯及自动扶梯系统等车站设备进行全面、有效的自动化监控及管理。确保设备处于安全、可靠、高效、节能的最佳运行状态，并能在火灾或阻塞等灾害状态下，更好的协调车站设备的运行，充分发挥各种设备应有的作用，保证乘客的安全和设备的正常运行，达到营造舒适环境、降低能源消耗、节省人力、提高管理水平的目的，全面满足城市轨道交通运营管理的需求。

三、BAS系统构成

1.整个系统的硬件配置

1）PLC的型号

苏州轨道交通二号线BAS系统，在车站两端的环控电控室内设置冗余PLC。冗余PLC选用施耐德公司的Quantum系列。冗余PLC系统的组成主要设备包括处理器模块140CPU67160（2块）、机架冗余电源模块140CPS11420（2块）、以太网模块140NOE77101（4块）、MB+网络控制器140NOM21200 （4块）、冗余控制器140CRP31200（2块）、10槽机架140XBP01000（2块），冗余PLC机架上配置的140CPU67160模块通过1根冗余光纤连接电缆490NOR00003连接，实现主PLC控制器的冗余功能。

2）远程I/O

现场配置有远程I/O控制箱，箱内安装有远程I/O通信适配器BMXPRA0100（按需配置）、16点DI模块BMXDDI1602（按需配置）、16点开关量输出模块BMXDDO1602（按需配置）、8点模拟量输入模块BMXAMI0810（按需配置）、4点模拟量输出模块BMXAMO0410（按需配置），以及模块配套设备。

每一个车站都有多个现场I/O控制柜（箱），布置在车站中I/O设备相对集中的区域。根据每个区域I/O点的分类和数量来确定各箱中的I/O模块的类型和数量。

远程I/O控制箱中及外接设备的连接拓扑结构图如下：

3）现场总线

采用冗余MB+（MODBUS PLUS）现场总线，通过冗余MB+总线连接远程IO，实现数据的有效隔离。A端PLC、B端PLC以及IBP盘之间的通讯通过冗余MB+总线实现。BAS系统的远程IO通过冗余MB+总线实现与各端PLC的通信。

2.系统的网络构成

全线BAS系统具体由设置在车站环控电控室的BAS设备（地下车站）、综合监控设备室（高架车站）的BAS设备、车站控制室的BAS设备、车辆段内的BAS设备以及其它现场的各BAS设备等组成。控制中心中央级集中监控功能、车站控制室车站级监控功能由综合监控系统完成。

2.1中央级

BAS中央级对各个车站的区间隧道通风设备进行监控，对各个车站通风空调设备、给排水设备等设备进行监视或控制。BAS中央级集成在综合监控系统中，设备由综合监控系统负责配置，功能由综合监控系统负责实现。

2.2车站级

BAS车站级对本车站所辖区间隧道及车站的通风空调大系统、小系统及其水系统、照明系统、导向指示标志、自动扶梯、电梯、给排水系统相关设备进行监控及管理，同时对相关设备用房和公共区的环境温湿度等参数进行监测。BAS车站级集成在综合监控系统中，车站级监控设备均由综合监控系统负责配置，功能由综合监控系统负责实现；

BAS系统采用了冗余双总线的全总线网络方案，采用MB+总线技术。A端和B端的冗余PLC、IBP盘、远程I/O模块都挂接在不同的冗余MB+网络上。该总线有着良好的开放性，可以和第三方网络如ProfiBus-DP，Modbus等网络进行互联和通讯。

2.3就地级

BAS现场控制级由主、从PLC控制器（均冗余配置）、RI/O、各类通信转换接口模块、现场总线、各类变送器和调节阀、不间断电源（UPS）等组成。

四、BAS系统实现的功能

1、信息采集功能

BAS系统对现场各类长安其数据以及机电设备的运行状态、故障报警信息等进行实时采集、处理，以便及时准备的处理各类突发事故。

2、控制功能

BAS系统的被控对象是车站的各种机电设备，BAS系统通过下属控制功能实现对这些设备的控制；

（1）单体设备控制

单体设备控制功能在所有权限里优先级是最低的。车站BAS系统对单体设备的控制方式，由ISCS工作站以及现场触摸屏实现。BAS系统接收这些操作指令并根据联锁条件控制单体设备的启停。其触发方式由操作人员人工完成，车站BAS系统具体执行控制任务，并进行设备联锁逻辑判断。

（2）模式控制

属于一种特定的设备组控制。模式的定义式根据工艺设计要求而形成，其触发有两种方式：人工触发（HMI、IBP）和自动触发（FAS系统、时间表）。

BAS系统可以实现对本站所有模式及相关设备的监控与操作功能。正常模式的状态分为：未启动、执行中、执行成功和执行失败。模式执行时间结束后，根据该模式中设备状态是否符合模式要求，判断模式的执行结果为成功或失败。

所监视的模式分类如下：

正常工况模式（含停机模式）

火灾工况模式：火灾自动报警系统（即FAS系统）具有优先控制权，FAS系统向BAS系统转送已经人工确认的火灾报警对应的模式指令，此时车站综合监控系统（即ISCS系统）停止命令发送，BAS根据火灾模式指令启动相应的火灾模式。

阻塞工况模式

（3）焓值自动控制

主要是面向车站空调系统设备的一种控制方式。BAS将实际检测车站的空气参数并进行焓值运算，根据室内外焓值和温度，确定空调运行工况，实时控制空调设备的运行，如控制空调新风机的运行，控制各种风阀的开关，控制冷水机组的启动等。

（4）时间表控制

苏州二号线在正常运营时，每日所有BAS设备的启停等控制均由综合监控系统的BAS时间表功能实现。

编辑好的时间表可以作员保存，以及下发。

BAS时间表的内容设计为各个子系统的模式好及其启动时间。

根据BAS子系统的划分，每一张时间表内分成若干个部分（根据设计院的详细资料确定，一般分为大系统、小系统、空调水系统和照明等）。

时间表作为BAS控制设备在正常情况下运行的控制输出，它以设备、设备组或系统为单位，确定设备在某段时间内的运行状态。BAS系统根据当前的时间表执行相应的模式。车站操作员可以选取设备的控制方式。时间表的控制优先级低于模式控制和手动控制。

五、应用体会

目前苏州轨道交通二号线已经顺利通车运营，笔者觉得施耐德的产品使用起来有很所的优点，比如强大的程序在线编辑下载功能，稳定的双网双冗余系统；但也遇到了一些不便：比如MB+总线传输距离的限制以及总线稳定性的问题。■

参考文献

1、郑阿奇 施耐德PLC应用技术 电子工业出版社.2011

2、魏晓东 城市轨道交通自动化系统与技术 2004

3、GB50314-2003.智能建筑设计标准

4、GB50157-2003.地铁设计规范